打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
相揖而别(三)维奥蒂亚人、畅销书、KT撞击和南方古猿

【相揖而别】系列文章之(三)

       细数从猿到人的旁支化石发现,是因为化石稀缺——我们只能依据现已出土的类人猿“亲戚”的化石做一番粗线条勾勒,希望从人类表亲的化石来部分推测人类的进化之路。虽然近年来有关人类演化的化石不断被发现,但其研究及众多观点还要花一些时间来进一步厘清与比较,以期能获得更多的信息。每个人面对化石都会沉浸在自己的思绪中,但需要控制,别让思路离证据走得太远,以免误入歧途,还要准备经常根据新的发现修正已有观点。开放的学术体系,也是一个“大家来找茬”游戏,任何人提出的某个观点都必然会引来严厉、审视的目光。当然,还有愚顽之众的背景噪音。

KT撞击

       并非所有学者都习惯于争论。

       欧几里德的巨著《几何原本》,将以往古希腊的全部几何知识都纳入到一个体系之中。它是如此的优秀,以至于这之前诸多版本的几何教材都就此湮灭。欧几里德几何体系的基础只是由23条定义、5条公理和5个公设构成的。从这个简单的原点出发,整个希腊几何学就在数学内在的逻辑动力下演绎出了煌煌体系。在欧几里得5条公设中,有一条著名的“第五公设”,即平行线公设。这个公设的陈述与其他定义、公理、公设的直接、简明、不疑有所不同,它更像一条命题。后代很多数学家都试图用其他公理、公设证明第五公设。直到文艺复兴时期,数学家先后发现了第五公设的若干等价表述,即普罗科鲁斯公理、等距公设、普莱费尔公设、三角形公设,但依然未能证明第五公设。有时候,成功似乎近在咫尺,唾手可得,但最终无法再向前迈进一步,依然落入到循环论证的圈子里。直到19世纪初,有三个数学家(高斯、罗巴切夫斯基、鲍耶)几乎同时爆发灵感,他们各自望见了解决第五公设难题的真正曙光。

       很多流行描述,往往从第五公设出发,发展出非欧几何的过程,叙述成数学天才靠着神奇之极的灵机一动,而忽略了将这一发现过程的内在逻辑展示给众人。这会让大家愈加感到天才思想高不可攀、不可琢磨。对天才的思想即便只做一些基本的理解,也需要在数学方面做大量的努力。很多人因此望而却步,这实际上阻碍了数学知识的普及。

       高斯(1777-1855)对第五公设的证明,采用的是三角形度数制等价表述,即“三角形内角和是180°”。为了不用平行公设证明这个命题,他用反证法,即先接受“三角形内角和不是180°”,希望以此为起点从后续的演绎中找到矛盾。再对“三角形内角和不是180°”予以否定,这样就能得出第五公设的证明。高斯面临两个选择,第一,是假定三角形内角和大于180°,依据“直线无限长”的事实,他很快发现了这必将导致逻辑矛盾。第二,他又假设三角形内角和小于180°,然而当一系列逻辑演绎越走越远时,高斯渐渐发现,他不能找到希望出现的逻辑矛盾。1824年,高斯在他那名动后世的笔记本上写道:“……一个三角形的内角和不能小于180°……这是一块暗礁,所有的船只都会在它面前撞得粉碎。”

       随着一步步深入推演,高斯逐渐相信,这个以“三角形内角和小于180°”为起点的怪诞的几何体系并不存在逻辑矛盾。1824年,他在给密友的一封信中详细阐述了自己的观点:“三角形三个内角和小于180°的假设导向了一种非常古怪的几何学——与我们现在的几何学不同,但又完全讲得通——我已经将其发展到令自己感到非常满意的地步。”

       然而,高斯并没有公布他的发现。在眼下这种不发表就发霉的时代,这完全是无法想象和不可理喻的。高斯惧怕与无聊的纠缠者一同滚入泥坑。1829年,他在一封信中说,不打算“……把我的深入研究公诸于众,也许终生不会公布,因为我担心在我大声讲出我的观点之后,维奥蒂亚人只会发出怒号。”(维奥蒂亚在希腊,古希腊著作里将维奥蒂亚人指为那些缺乏想象力而又不开化的愚钝之人。)与牛顿一样,高斯将自己的研究成果锁入了书房的抽屉。

       另一位思想巨人,在意识到自己学说的“危险性”后,选择了勇敢地大声说出来。他知道自己的话将是对传统和基督教的彻底颠覆,也会引来宗教、世俗传统方面疯狂地谩骂与攻击。这个勇敢地敲响科学无神论思想嘹亮晨钟的人,就是达尔文。

       面对困难,达尔文是勇敢的,但他并不莽撞。虽然早在环球航行时期(1831-1836),从加拉帕戈斯群岛观察到燕雀通过不断变异而产生新物种的事实后,他就受到了启发,产生了“祖先同源,物种可变”的思想。1836年底结束贝格尔号航行回到英国后,达尔文将加拉帕戈斯群岛上带回的鸟类标本交给鸟类专家J·古尔德进行研究。经反复论证后,古尔德明确表示,其中有些标本原本被认为属于同一物种的不同变种或亚种,实际上是完全不同的物种。这就更坚定了达尔文起初的猜测。1837年,达尔文已经在笔记中首次勾勒出了“进化树”。后来,马尔萨斯《人口论》中的观点启发了达尔文进化论的另一部分,即生存斗争。达尔文在回忆录中写道:“1838年10月……为了消遣,我偶尔翻阅了马尔萨斯的《人口论》。……于是,我头脑中马上便形成这样一个想法:在这种生存斗争条件下,有利变异必然趋于保存,而不利变异应该趋于消亡,其结果必然导致新物种的形成。”著名经济学家亚当·斯密的“自由市场下个人追求会使社会利益最大化。”也对达尔文产生了影响。


“达尔文鸟雀”各种喙的形态

       观点逐渐成形了,达尔文并没有急于发表。这之后的岁月里,他乐此不疲地与育种专家、养鸽人、地质学家、博物分类学家反复交流沟通,潜心于浩如烟海的众人研究成果和列举的样本,并从中提炼精华。达尔文决心用证据与理性说服大众。他没有选择书斋式晦涩、艰深专有名词作为《物种起源》的行文方式,而是用尽量平易的语言向更广大的群众讲述他的观点。即使今天我们翻开汉译本《物种起源》,达尔文那种娓娓道来的亲切感也会扑面而至。敲钟人在给大家讲一个人人都能读懂的故事。


达尔文进化树


       由于此前达尔文的关于贝格尔号得航行日记受到追捧,加之他在学界的名望,《物种起源》第一版第一次印刷的1250册,于1859年11月24日当日便销售一空;第二次加印3000册也很快卖完。大家都想看看这个学者又有什么新观点。达尔文向全社会投下了一枚重磅炸弹,也为现代科学无神论思想敲响了晨钟。

       达尔文学说猛烈地撞击着旧观念的藩篱,也为神创论敲响丧钟;后世科学家发现的另一次真实的史前撞击,则奏响了哺乳动物占据生物演化舞台中心位置的序曲。如果不是KT小行星撞击地球,我们也许就只是恐龙午餐盘里的一小块肉,根本轮不到我们成为进化戏剧中的主角,这里的“我们”指的是哺乳动物。

       KT小行星6500万年前撞击地球使恐龙灭绝,这个观点一经提出就伴随着激烈争论。也曾有几个其他关于恐龙灭绝的另类观点,但“小行星撞击说”自提出以后的几十年,不断被各方面新发现的证据加强,至今没有垮塌的迹象。并且,撞击坑也被加拿大宇宙化学家阿兰·希尔德布兰德在中美洲的尤卡坦半岛找到。计算机模拟可以再现这次撞击的威力,它足以摧毁大部分恐龙生态;“大部分”不是全部,鸟类就是恐龙家族的后裔。

       我们的视线焦点重点盯着“人”,更确切地说是“裸猿”,恐龙灭绝的故事只作为序曲……

       这是5000万年前的世界地图,澳大利亚还与南极大陆相连,印度在大洋中漂泊着,南北美洲正在同非洲和欧洲分离,大西洋在不断扩张。这是新生代时期,大陆经历了阿尔卑斯山、喜马拉雅山、洛基山、安第斯山造山运动。这些山脉终被积雪覆盖而成为大河的发源地,大河不断冲刷着地貌,形成日渐广阔的冲积平原,为后世农业文明准备着演练场;其时还出现了我们今天所熟悉的动植物种群。温暖的气候加速了森林生长,森林中哺乳动物在自由繁衍着。当然,演化碰壁的悲剧和绵延不断的进化喜剧也不停轮番上演。

5000万年前的地球

       我们现在有幸看到的是一具5000万年前的保存完好的类狐猴骨骼化石,它向我们展示了典型的灵长类动物的特征:善于抓握的前肢,变长的颅骨,因为视力和辨色能力加强而退化的嗅觉使嘴部变短;眼睛位于面骨的前方,使视野发生重叠产生视差,不但能把同一幅画面信号传输到大脑,而且能够判断距离,而那些眼睛分布在头骨两侧的动物看到的则是两幅图像,也存在盲区。

拥有独特视觉的狐猴

       一块从托斯卡纳煤床出土的化石,为我们展现了更进一步发展的古老灵长类身影。这是一种山地猿,生活的时间大约在1400万年前的新生代末期,它有着足够宽的骨盆,能支撑半直立的姿势,这块化石第一次向我们做出了“人”的预示。

       当我们的猿类祖先正准备停下进化的脚步,在郁郁苍苍无边的森林里,享受他们那地位高于猴子的优越感时,生存环境发生了变化。1500万年前,世界气候发生了改变,逐渐开始四季分明起来,更加干燥,茂密的雨林在不断退缩,落叶林多了起来,原来的茂密雨林变成了稀树草原,压缩着灵长类和其他雨林生物的生存空间。食物变得应季而熟,也不再随时充裕了,谁能适应环境谁就能生存和发展下去,羚羊和马从吃树叶改成了吃草;仍然留居在树上的猿类也做出了改变。我们人类的祖先则改变得更加彻底,它们不是选择冰鱼式的留守,而是放弃了树间生活,下到了地面去争取新的生存空间。生物对环境的改变无能为力,但可以通过基因突变改变自身来适应环境。


有着能够半支撑直立盆骨的山猿化石

       据目前的证据显示,第一批成功落地的猿类是“腊玛古猿”,这个名字来源于印度腊玛神。它们的遗骸从西班牙到中国广大地区均有发现,化石密集区是巴基斯坦境内的喜马拉雅山麓。在那里,1300万年前的山脉经过风蚀后,留下了近3000米厚的沉积层。在这些沉积层里保留着1000-1200万年前若干腊玛古猿的颚骨和头骨,以及其他一些化石碎片。腊玛古猿身高不超过120厘米,明显区别于其他猿类的是它们的牙齿。犬齿退缩到与门齿差不多大,这样,颚部就可以做横向研磨咀嚼动作;臼齿的齿冠变得很厚,还有耐磨的牙釉质层,这已经不再是攀援于树巅取食多汁美味水果的猿类了。它们的食物变成以坚硬的草籽和稗谷为主。

       目前,化石资料还存在一段巨大的空缺,那就是人类祖先与非洲猿类分道扬镳时期的化石。最后一批腊玛古猿之后长达500万年的时期里(距今1000-500万年),猿类没有留下太多的痕迹,只有孤零零的5颗尖齿在久远历史的黑暗中闪着微光,以表明猿类在亚非大陆持续存在着。

       ……

       350万年前,非洲稀树大草原一个温暖的下午,羚羊群在湖边喝水。它们不时地抬起头,警觉地扫视着周围,一不小心的话,就会成为猎食动物的盘中餐。蓝天上的白云在地面上投下的巨大阴影,飞快地掠过地面。当然,人类看不到这一切,因为那时候还没有真正意义的现代人类。突然,一片草丛动了一下,羚羊群一阵骚乱。片刻后,从草丛中露出了一个谨慎的小脑袋,它用紧张的目光侦伺着四周。这个小家伙有着与猿类相同的特征:平顶的头颅、低平的前额、凸出的眉骨、扁平的鼻子,与几乎水平的两颊相交叉、能大幅度开合的上下腭。不过,如果不是被干渴驱使着走出草丛,到水源处喝水,很难看到它有与众不同的动作。它没有俯状步态,也不摆动双臂,这些都是与它那些生活在树上的猿类表亲所区别的地方。那些树栖猿类一下到地面,就显得特别笨拙,容易受到猎食者攻击。

       数次警觉地扫视后,它觉察到没有食肉猛兽出没,胆子大了起来,直立着径直向饮水的地方走去,前肢没有拖到地面,而是在身体两侧略微摆动着。这只成年雌性只有1米多一点高度,就是这个不起眼的小家伙代表着从猿到人的全部传奇中一个关键分叉点,它属于南方古猿。南方古猿是第一批真正靠两足行走的灵长类,虽然它身上还残存着很多大猩猩、黑猩猩、狒狒的体质特征,但它们已经站在了向现代人类进化的道路起点。第一批从树上落的腊玛古猿到南方古猿的进化过程中间,存在着大约500万年的化石空白期。当南方古猿化石出土资料突然丰富起来时,我们已经可以辨认出一种新的物种——不足125厘米身高、脑比黑猩猩稍大、犬齿小、臼齿粗壮,最具压倒性的标志就是:直立行走!

       南方古猿的踪迹在东非和南非的遗址中均有发现。最早的南方古猿生活在500万年前,最晚的则于100万年前从地球舞台消失。南方古猿在解剖学意义上的变化已经十分明显:位于头骨下方的孔(枕骨大孔)几乎垂直向下,而其他猿类则平着通向躯干脊柱。脊柱也变成了“S”形,盆骨发生变得短而宽,髋骨关节的改进使双腿能够和椎骨位置一致;两膝更加靠拢,这样可以有效分担躯体直立的载荷;踝骨变得和更加坚固而灵活。但成年南方古猿平均脑容量大约是450毫升,比黑猩猩的平均值多出65毫升,但比现代人少了近1000毫升——大脑的进化从各个角度来说都应该放在人猿相揖而别的至关重要的位置,而南方古猿还没有彻底脱离猿类。

       拟人的场景回放只是为了读起来有代入感。实际上每一步小小的变化、每一点滴的生存优势的积累,或许都要花去古猿几代甚至几十代时间;渐变的最终优势或新物种的产生,都是点滴复利累积的作用。

       从猿到人的进化并不是一条单线,这个过程中还存在许多人类“表亲”。在生存压力这个总导演的指挥下,谁也不可能对成功做过多的展望。因为环境是动态的,人类的祖先及其众多在不同时期相揖而别的表亲们,实际都是在进化的长廊中不停地试错:有碰壁灭绝的,有坦途中却嘎然而止的。现代猿类和人类算是在“试错竞赛中”运气最好的支系,尤其是人类的直接祖先晚期智人,是唯一从原始状态靠着不断试错,最终脱颖而出的人科种系。

       各支南方古猿的身材已经有了明显区别。矮小的种属发育充分的成年个体也只有120厘米高,体重约30千克;而较大体型种群体型最大会达到155厘米高、70千克重。“莱托里足迹”已经与现代人的脚印没什么区别了。

       南方古猿的生活方式只留下很少的线索,有些细节推测还不足以形成定论,需要不断地修正。例如,出生于澳大利亚的生理解剖学家雷蒙德·达特,从1924年开始,最早对南方古猿化石进行了研究。他猜测,它们应该以捕猎为生,因为他们最早的骨骼发现于山洞中,伴随出土的还有羚羊和其他中等体型的哺乳动物骨骸。不过后来发现,南方古猿自己也是猎物,它们的尸骨被猎食动物撕咬后抛撒得七零八落。对臼齿的研究表明,南方古猿应该是食草动物,也许夜间还要爬到树上躲避猛兽攻击。

       被大多数科学家认同的观点是,南方古猿有四个主要种群。最古老的种群是南方古猿阿法种,大约距今350万年。人类学家丹·约翰逊在1974年发现了它的第一批化石,当时洪水冲垮了沟道河岸,露出了它的残骸。

       而下一个是南方古猿非洲种,就是前面说到的“汤恩小孩”。然后依次是南方古猿粗壮种和南方古猿鲍氏种,两者分别生活于距今200至100万年前。

       南方古猿与现代人相关的是——直立行走。为什么要发展出这样吃力又难以保持平衡的直立行走姿态呢?诸如袋鼠、鸵鸟等两足行走动物,前肢都严重退化,否则就会成为行动的包袱;而猿人则不同,前肢非但没有退化还进化出了更加先进的精细抓握功能。解放前肢与直立行走是因果关系还是相关互动?

       可以肯定的是,两足行走的主要长处不是速度,而是耐力。人类许多成员都可以跑完42公里马拉松比赛,而一匹斑马在被追赶的情况下,高速奔跑不到800米后会力竭倒下。探索频道曾经拍过一个马拉马拉草原边生活的男性非洲土著,他凭着超强的耐力和对猎物足迹的辨认能力,顶着烈日骄阳,经过整整一天的跋涉追赶,终于将一只成年瞪羚追得无力逃跑;在非洲大草原的酷热下,这只瞪羚累得一动不动,眼睁睁看着猎人逼近,用弓箭将自己杀死。这个镜头曾令我久久难忘。人类排汗系统调节体温的能力和两足动物的奔跑耐力,在生存优势方面彰显无遗。更值得注意的是,在整个狩猎全过程,猎人从发现、追踪、辨认踪迹到猎杀,都是理性判断与高效行动,全过程没有任何巫傩仪式的影子。

       综合起来考虑,直立行走作为落地猿类面临问题的最有效选择方案之一,一个有利因素是南方古猿可以尽量少地暴露在烈日下;直立动物比四足动物受到的日晒要少1/3,在日光直射下甚至更少。另一个有利因素是解放了双手;使用原始的呼叫信号,如果有手的辅助,食物不至于在发声时掉落;手还可以将食物给传递伙伴。现代的猿类群体结构松散,每个成员都是单独吃东西;而南方古猿可能已经拥有了一个组织形式,食物与群内成员分享。如果这是当时的实际情况,那么具有良好的手持能力就是关系到生存的大事了。最成功的南方古猿也许就是那些能够有效携带东西,又能灵活奔跑的成员。

       现在摄影技术通过微光摄影、红外线摄影等先进的摄影设备,现代摄影技术已经可以全天候、全时间段记录和展示非洲大草原动物们的生活习性和生存斗争。在生存压力下,非洲大草原上的猎豹已经通过与瞪羚协同进化的“军备竞赛”进化成一台高效猎杀机器。为了与瞪羚赛跑,它们拥有了超大心脏、弹簧般的脊柱、修长的四肢、高容量的肺、控制方向的大尾巴和不能伸缩的爪的大脚掌,等等。在沿着猎杀瞪羚的道路进化的过程中,它们也放弃了很多。例如它们过于纤细容易骨折的骨骼;体重和颌部咬合力降低,不足以与鬣狗、狮子争夺食物等。有些关于猎豹的纪实片将猎豹数量的不断减少归咎于它们的极端进化,认为它们的极端进化将这个物种带入了死胡同。这是对进化的一种误解。猎豹数量的稀少,至关重要的是生存环境发生了变化,应该强调的是环境改变和人类活动对环境及食物链的影响。进化长河中每一条支流的走向和未来发展,都受不断变化的生存环境所左右,从欣欣向荣到种群灭绝往往只是环境那一点点的改变。物种的进化就是在环境压力下不断地试错,这与人类的早期技术发明有相通之处。试错——运气好的就走下去,运气不好就灭绝——进化征途上只有单程票,地球上现存的物种都是试错游戏的幸运儿。或许猎豹有什么表亲曾试探性地向粗壮、大型发展,但它们很快发现根本没有自己的生存空间,这些空间早已被鬣狗、狮子所占;于是,作为试错游戏的失败者,这些猎豹表亲退出了地球舞台。


追捕瞪羚的猎豹

       我们表亲支系的猿类并没有随着人类出现而突然消亡,人类也没有蓄意消灭自己那些更原始的进化先驱者。那些并未走向人类进化道路的南方古猿是自然灭绝的,它们在“试错”的迷宫里走入了死胡同。一方面被瞪羚、羚羊和马这些食草动物挤压着生存空间,另一方面又受到更有能力的杂食动物的威胁。于是100万年前后,南方古猿从地球上消失了。


(作者:七是



本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
人类到底是从哪里来的?
物种进化和起源论点
请听化石的证词:进化从来没有发生过
找到人类进化链上缺失的一环了?人类起源问题有希望盖棺定论
人类起源问题的骗局:事实上人类竟然是20万年前突然出现的
人类的起源之谜
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服